交换式以太网
交换式结构:
在交换式以太网中,交换机根据收到的数据帧中的MAC地址决定数据帧应发向交换机的哪个端口。因为端口间的帧传输彼此屏蔽,因此节点就不担心自己发送的帧在通过交换机时是否会与其他节点发送的帧产生冲出。
为什么要用交换式网络替代共享式网络:
减少冲出:交换机将冲出隔绝在每一个端口(每个端口都是一个冲出域),避免了冲出的扩散。
提升带宽:接入交换机的每个节点都可以使用全部的带宽,而不是各个节点共享带宽。
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以太网用于运动控制的三个原因
以太网正成为工业应用中日益重要的网络。就运动控制而言,以太网、现场总线以及其他技术(如组件互连)历来都是相互竞争的,用以在工业自动化和控制系统中获得对一些苛刻要求的工作负载的处理权限。运动控制应用要求确定性(保证网络能够及时将工作负载传送至预定的节点),这是确保位置保持所必需的,这进而又将确保驱动器的精确停止、适当的加速/减速以及其他任务。
标准的IEEE 802.3以太网从未达到这方面的要求。即使全双工交换和隔离域淘汰了过时的CSMA/CD数据链路层,但它还是缺乏可预测性。此外,典型堆栈中的TCP/IP的高度复杂性并未针对实时流量的可靠传送进行优化。因此,现场总线以及带有基于ASIC的PCI卡的PC控制架构一直是常见的运动控制解决方案。
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以太网的工作原理
以太网采用带检测的载波帧听多路访问(CSMA/CD)机制。以太网中节点都可以看到在网络中发送的所有信息,因此,我们说以太网是一种广播网络。
以太网的工作过程如下:
当以太网中的一台主机要传输数据时,它将按如下步骤进行:
1、信道上是否有信号在传输。如果有的话,表明信道处于忙状态,就继续,直到信道空闲为止。
2、若没有到任何信号,就传输数据
3、传输的时候继续,如发现则执行退避算法,随机等待一段时间后,重新执行步骤1(当发生时,涉及的计算机会发送会返回到信道状态。注意:每台计算机一次只允许发送一个包,一个拥塞序列,以警告所有的节点)
4、若未发现则发送成功,所有计算机在试图再一次发送数据之前,必须在近一次发送后等待9.6微秒(以10Mbps运行)。
以太网交换机原理
以太网交换机,作为我们广为使用的局域网硬件设备,它的普及程度其实是由于以太网的使用,作为以太网的主流设备,几乎所有的局域网中都会有这种设备的存在。看看以下的拓扑,会发现,在使用星型拓扑的情况下,以太网中必然会有交换机的存在,因为所有的主机都是使用电缆集中连接到交换机上从而能够互相连接的:
标准的线缆集中连接设备是“HUB(集线器)”,但是集线器存在着:共享带宽、端口间等问题,因为大家都知道,标准的以太网是一个“的网络”,也就是说在一个所谓“域”里面,多只有两个节点可以互相通讯。而且,虽然集线器有很多端口,但是其内部结构完全是以太网所谓的“总线结构”,也就是说其内部只有一条“线路”来进行通信。如果上图中的设备是集线器的话,举个例子来说,假如端口1 和 2 之间的节点正在通信,其它端口是需要等待的。直接造成的现象也就是,比如端口 1和 2 所连接节点之间传送数据需要 10 分钟,端口 3 和 4 所在的节点在此同时也开始通过此集线器传输数据,互相间,造成大家所需的时间都会变久,时间可能会达到 20 分钟才能传送完毕。也就是说集线器上互相通讯的端口越多,越严重,传送数据所需的时间越久。
100Base-Tx的信号波形和信号模板;

从EtherNet/IP®到EtherCAT®的以太网解决方案以其独特的方式克服了这些缺点。尽管工业以太网相较于别的替代技术还有一些其它优势,然而它在运动控制中还远没有占到主导地位。我们来看看它能够并且将会在未来几年的竞争中越来越被接受的三个原因。
融合而不是增加复杂性
随着时间的推移,企业IT与工厂之间的互联不断增加,导致了系统更复杂,往往将标准以太网和工业以太网与现场总线混合使用。例如,机器可能会利用:
适用于与伺服器进行通信的SERCOS1
适用于联网变频驱动器的PROFIBUS®
适用于故障安全现场总线通信的SafetyBUSp
适用于连接至传感器的DeviceNet
适用于向终用户发送数据、通过网关访问的以太网 以太网交换机的工作原理是什么?测量以太网测试信号完整性测试
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确定性适用于运动控制应用
运动控制依赖于精确通信。这种精确性通过使用基于时隙的调度来支持,每个设备在调度策略中都有一个与其它设备进行通信的调度表。这些伺服驱动器和控制器计算出它们各自的时序,由此可计算出控制函数的ΔT值。但是,如果数据传输变得无法预测,则可能会丢失结果,因此需要确定性来确保环路的稳定性。
以太网能够支持工厂中苛刻的运动控制应用
在某些情况下,通过直接集成于英特尔®芯片内的加速器电路在EtherNet/IP中实施IEEE1588,只是以太网解决方案用于强制确定性的一种常见机制。EtherCAT的高速实时处理是运动控制应用中如何实现始终如一的预测性能的另一个示例。EtherCAT突破了基于PCI的集中式通信的严格物理限制,即要求机器处理单元和伺服处理器之间可快速通信但需要保持短距离。 机械以太网测试DDR测试
7、选择工业以太网交换机主要参考那些因素? a、背板带宽,二/三层交换吞吐率。 b、VLAN类型和数量。 c、交换机端口数量及类型。 d、支持网络管理的协议和方法。需要交换机提供更加方便和集中式的管理。 e、Qos、802.1q优先级控制、802.1X、802.3X的支持。 f、电磁兼容、冗余备份的支持。 g、交换机的交换缓存和端口缓存、主存、转发延时等参数。 h、是否支持双电源冗余输入,防护等级,MAC地址表是否自动更新,线速转发,MAC地址表大小等都是值得考虑的参数,应根据实际情况考察。 什么是以太网交换机?江西以太网测试眼图测试 展示...